煤場(chǎng)是火電廠燃料的儲(chǔ)存場(chǎng)所,大量燃煤長(zhǎng)時(shí)間暴露在大氣環(huán)境中,氧化反應(yīng)會(huì)持續(xù)發(fā)生,導(dǎo)致熱量聚集,持續(xù)升溫,導(dǎo)致自燃。燃煤一旦發(fā)生自燃,其規(guī)模大、發(fā)展快、難以控制,會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果:1)大量的煤炭被燒毀;2)內(nèi)部明火難以控制;3)威脅儲(chǔ)煤、輸煤、磨煤等設(shè)備的安全運(yùn)行;4)煤炭自燃釋放的各種有害氣體、煙霧造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。
影響煤炭自燃的因素如下:
(1)煤的硫含量對(duì)自燃的影響煤中含有一定量的硫份,硫在一定溫度下化學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化,生成氧化硫,氧化硫遇水會(huì)生成稀硫酸,這一系列的氧化反應(yīng)過(guò)程是放熱過(guò)程,因此提高了煤堆中的溫度。因此,一般含硫量高的煤更容易發(fā)生自燃。
(2)煤的揮發(fā)分對(duì)自燃的影響煤中揮發(fā)分的主要成分是低分子烴類(lèi),如甲烷、乙烯、丙烯、一氧化碳、二氧化碳、硫化氫等。煤的揮發(fā)份大大減小了煤體自燃災(zāi)害源的溫度。據(jù)觀察統(tǒng)計(jì)表明,高揮發(fā)份煤即使在同等條件下露天存放,自燃的概率也要比揮發(fā)份較低的煤的兩倍。
(3)水分對(duì)自燃的影響在一定程度上,煤堆中一定量的水分對(duì)煤炭自燃起著催化作用。當(dāng)煤中的水分處于自燃臨界范圍時(shí),會(huì)促進(jìn)煤的各種放熱反應(yīng)的進(jìn)行。比如硫份的酸化等會(huì)產(chǎn)生大量的熱量,產(chǎn)生的熱量又加速了氧化反應(yīng)過(guò)程,加劇了煤的自燃。但有研究表明,當(dāng)煤中水分含量超過(guò)12%時(shí),由于水份的大量蒸發(fā)散熱,自燃趨勢(shì)反而減少。另外需要注意的是,潮濕空氣中的水分較大,會(huì)增強(qiáng)煤對(duì)氧氣的吸附能力增強(qiáng),促進(jìn)了煤體自燃的一定作用。
(4)空氣中氧氣對(duì)自燃的影響在光、熱、雨水等各種自然力的作用下,煤炭表面與大氣中的氧氣充分接觸后,發(fā)生氧化分解和碎裂,放出熱量。同時(shí),新的表面形成,新的表面再次氧化。這種反復(fù)循環(huán)導(dǎo)致煤堆溫度不斷上升,逐漸達(dá)到自燃溫度。
(5)氣候條件對(duì)自燃影響的經(jīng)驗(yàn)表明,每年秋季后的10月到12月是煤炭自燃很頻繁的季節(jié)。這主要是因?yàn)槊憾咽芟哪┣锍醢殡S雨水和熱帶風(fēng)暴的大量降水影響,煤層被雨水滲透。當(dāng)大量雨水在底部排出時(shí),煤中的灰和粉一起被帶走,煤層變得松散,特別是底部形成許多孔洞,為熱量的聚集提供了條件。秋天過(guò)后,是風(fēng)高物燥的時(shí)節(jié),大氣密度遠(yuǎn)大于煤堆中的空氣密度,因此空氣滲入煤堆的程度增加,煤的氧化加劇。此時(shí)東北風(fēng)常吹,更有利于煽風(fēng)點(diǎn)火的煤堆,一旦煤堆燃燒起來(lái),火趨風(fēng)勢(shì),可能會(huì)一發(fā)而不可收拾。